(57)【要約】【課題】  しわの発生を抑制することのできる金型装置を提供する。【解決手段】  本来スクラップとなる部位を最終製品形状として残した、最終製品形状前の絞り成形されたパネル４を位置決め保持するダイ３と、パネル４をダイ３との協働により所定形状に成形するスライドパンチ５と、スクラップとなる部位を成形する補助パンチ６と、ダイ３の上に置かれた前記パネル４を、該ダイ３側に押さえ付けるワーク押さえ部材と、可動時に前記スライドパンチ５の一部に当接して当該スライドパンチ５を前記ダイ３側にスライドさせるカム部材とを備え、少なくとも前記パネル４の加工開始時に、前記スライドパンチ５及び前記補助パンチ６の何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するように形成した。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と、
前記下型に対して接近離反方向に可動する上型と、
前記下型に固定され、本来スクラップとなる部位を最終製品形状として残した、最終製品形状前の絞り成形されたパネルを位置決め保持するダイと、
前記下型にスライド自在に設けられ、前記パネルを前記ダイとの協働により所定形状に成形するスライドパンチと、
前記スライドパンチに固定され、前記スクラップとなる部位を成形する補助パンチと、
前記上型に固定され、前記ダイの上に置かれた前記パネルを、該ダイ側に押さえ付けるワーク押さえ部材と、
前記上型に固定され、可動時に前記スライドパンチの一部に当接して当該スライドパンチを前記ダイ側にスライドさせるカム部材とを備え、
少なくとも前記パネルの加工開始時に、前記スライドパンチ及び前記補助パンチの何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するように形成した
ことを特徴とする金型装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金型装置であって、
前記パネルの加工開始時から加工終了時まで、前記スライドパンチ及び前記補助パンチの何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するように形成した
ことを特徴とする金型装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の金型装置であって、
前記スライドパンチと前記補助パンチとの間に、加工終了直前に前記本来スクラップとなる部位を切断するトリミングパンチを設けた
ことを特徴とする金型装置。
【請求項４】
請求項３に記載の金型装置であって、
前記トリミングパンチに、切断した前記スクラップを排出するイジェクトピンを設けた
ことを特徴とする金型装置。
【請求項５】
本来スクラップとなる部位を最終製品形状とし、その最終製品形状前の絞り加工されたパネルを、ダイとパンチとの協働によって所定形状に成形するに際し、
少なくとも前記パネルの加工開始時において、前記パンチを成形加工部分の全体に亘って接触させるようにした
ことを特徴とするパネル成形方法。
【請求項６】
請求項５に記載のパネル成形方法であって、
前記パネルの加工開始時から加工終了時まで、前記パンチを成形加工部分の全体に亘って接触させるようにした
ことを特徴とするパネル成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置及びパネル成形方法に関し、詳細には、成形量が変化する部位を有したパネルの成形技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、絞り加工されたパネルを最終的に所定の形状に成形するに際しては、パネルの部位によっては割れやしわが発生する場合がある。これら割れやしわの発生を抑える技術の一例として特許文献１に記載された加工方法が開示されている。
【０００３】
この加工方法は、絞り成形されたパネルを可動ダイスにセットし、パネルのフランジを寄せ曲げ刃によって可動ダイス側に押圧させ、フランジを凹状に寄せ曲げ成形するに当たり、寄せ曲げ刃が最初にフランジに当接する位置から寄せ曲げ加工終了位置までの距離を、フランジの寄せ曲げ成形される全ての部位に亘って同一となるように予めパネルの絞り加工を行う。
【０００４】
このようにすれば、フランジの曲げ加工部位の全長に亘って加工タイミングを同一とすることができ、局部的な伸びや縮みの発生を吸収することができ、割れやしわの発生を抑えることができる。
【特許文献１】特開平７−２１４１８３号公報（第３頁及び第４頁、第１図及び第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の加工方法では、フランジの長さ方向において成形量が零になる（つまり、成形されない）成形を考慮しておらず、このようなパネルを成形する場合は、フランジ成形量が零になる部位近傍部にしわが発生する。
【０００６】
そこで、本発明は、しわの発生を抑制することのできる金型装置及びパネル成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金型装置は、本来スクラップとなる部位を最終製品形状として残した、最終製品形状前の絞り成形されたパネルを位置決め保持するダイと、前記パネルを前記ダイとの協働により所定形状に成形するスライドパンチと、このスライドパンチに固定され、スクラップとなる部位を成形する補助パンチとを備え、少なくとも前記パネルの加工開始時に、前記スライドパンチ及び前記補助パンチの何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するように形成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の金型装置によれば、パネルの加工開始時に、スライドパンチ及び補助パンチの何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するような形状としたので、成形加工部分の全ての部位で同じタイミングで成形加工を行うことができる。これにより、パネル長手方向で成形量が異なった部位を有するパネルに対してもしわの発生を生じさせることなく成形することができ、品質の高いパネルを生産性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
「金型装置の構成及びその動作」
本実施の形態の金型装置は、図１に示すように、下型１と、この下型１に対して接近離反方向に可動する上型２と、下型１に固定されたダイ３と、絞り成形されたパネル４を前記ダイ３との協働により所定形状に成形するスライドパンチ５と、このスライドパンチ５に固定され、スクラップとなる部位を成形する補助パンチ６と、パネル４をダイ３側に押さえ付けるワーク押さえ部材７と、スライドパンチ５をダイ３側にスライドさせるカム部材８とを備える。
【００１１】
下型１は、プレス機のベース（図示は省略する）上に固定される。上型２は、プレス機のラム（図示は省略する）に取り付けられ、このラムの上下動により下型１に対して接近離反方向に上下動する。ダイ３は、下型１の上に固定された下ホルダ９に固定され、所望の形状に絞り加工されたパネル４を位置決め保持させるようになっている。
【００１２】
スライドパンチ５は、下ホルダ９に対してスライド自在に設けられ、図示を省略するコイルバネにて常時、前記ダイ３から離れる方向に引っ張れている。このスライドパンチ５は、上死点から下死点に上型２が可動したときに、後述するカム部材８に押されてダイ３側へ接近し当該ダイ３との協働作業にてパネル４を最終製品形状に成形する。
【００１３】
かかるスライドパンチ５には、絞り成形されたパネル４の成形部分（本実施の形態ではフランジ部）を成形するパンチ成形部１０が形成されている。また、このスライドパンチ５には、後述するワーク押さえ部材７と当接する当接面２１が傾斜面として形成されている。
【００１４】
補助パンチ６は、本来スクラップとなる部位を成形するパンチ成形部１１を有し、前記スライドパンチ５のスライド前面に固定されている。本実施の形態では、最終製品形状に応じて、この補助パンチ６のパンチ成形部１１を前記スライドパンチ５のパンチ成形部１０よりも前方に突出させている。
【００１５】
ワーク押さえ部材７は、上型２に固定されたカム部材８に弾性部材１２を介して固定されている。このワーク押さえ部材７には、本実施の形態の金型装置で加工する前段階で絞り成形されたパネル４の所要部を押さえるパネル押さえ部１３Ａ、１３Ｂを数ヶ所有している。この弾性部材１２は、プレス機が下死点となったときに最大限に撓み、ワーク押さえ部材７によってパネル４を押し潰さないようにし、また、プレス機が上死点となったときに元の状態に復帰する。例えば、弾性部材１２には、ウレタンやコイルバネなどが採用される。
【００１６】
カム部材８は、上型２に固定され、可動時にスライドパンチ５に形成された当接面２１に当接して当該スライドパンチ５を前記ダイ３側にスライドさせる。このカム部材８には、前記当接部１１と同一の傾斜角度とされた押圧面１４が形成されている。この押圧面１４が当接面２１に面接触してカム部材８が下降すると、このカム部材８に押されてスライドパンチ５がダイ３側へスライドする。
【００１７】
次に、上述のように構成された金型装置による成形加工動作について簡単に説明する。
【００１８】
先ず、図１の上死点状態から上型２を下型１に対して下降させて行くと、図２に示すように、上型２に固定されたワーク押さえ部材７が、ダイ３の上に位置決めされたパネル４を当該ダイ３側へ押し付ける。これにより、パネル４は、ワーク押さえ部材７とダイ３とによって挟み込まれることにより位置決め固定される。
【００１９】
前記パネル４がワーク押さえ部材７によって押さえ込まれると、今度は、カム部材８の押圧面１４がスライドパンチ５の当接面２１に接触する。そしてさらに、上型２が下降すると、このカム部材８に押されてスライドパンチ５がダイ３に向かって接近し、該スライドパンチ５に形成されたパンチ成形部１０と補助パンチ６のパンチ成形部１１とによって前記パネル４が成形される。図３に示す下死点では、パネル４の成形が完了する。
【００２０】
そして、上型２が下死点に到達すると、今度は、図４に示すように上型２が下型１から離れる方向に上昇し、最終的に上型２は上死点位置に到達する。この図４に示す状態で、ダイ３から成形後のパネル４を取り出す。
【００２１】
［パネルの各部位における成形加工状態説明］
次に、前記パネル４の各部位における成形加工状態について詳しく説明する。図５（Ａ）は自動車用のボディーサイドパネルの一例を示す平面図、図５（Ｂ）は同図（Ａ）のＸ部における要部拡大平面図である。
【００２２】
本実施の形態では、図５に示すような形状のボディーサイドパネルの外周縁部に形成されるフランジ部（網掛けで示す部位）を、前記した金型装置によって成形するものとする。また、本実施の形態では、しわの発生を防止するべく本来スクラップとなる部位（図５（Ｂ）中グレー表記部分）を追加した形状を、最終製品形状としている。このグレー表記した部分は、従来では本来、最終製品としては残らないスクラップ部分であり、フランジ成形時には、このグレー表記部分はパネル４には形成されないものである。本実施の形態では、敢えてこの本来スクラップされる部分を、前工程の絞り成形されたパネル４に形成した。
【００２３】
図６は、成形加工開始時の各部位における金型の要部拡大断面図であり、同図（Ａ）は図５（Ｂ）のＡ−Ａ断面、同図（Ｂ）は図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面、同図（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ断面である。ここで定義する成形加工開始時とは、パネル４に対してパンチが始めて接触する状態を言うものとする。
【００２４】
このように、本来スクラップとなる部位を最終製品形状としたパネル４に対して成形した場合、加工開始状態において、Ａ断面位置、Ｂ断面位置及びＣ断面位置の何れの位置においてもスライドパンチ５及び補助パンチ６がパネル４の成形部分に当たる。つまり、パンチによる成形加工開始時、前記スライドパンチ５または補助パンチ６の何れか一方或いは両方のパンチ成形部１０、１１が、前記パネル４の成形部分（パネル成形部分）に対してＡ断面位置からＣ断面位置の全範囲に対して同時に接触する。もちろん、これらスライドパンチ５及び補助パンチ６は、加工開始時においてＡ断面位置からＣ断面位置の範囲だけでなく全てのパネル成形範囲に対して同時に当たる。
【００２５】
そして、この状態からさらに上型２が下降すると、全てのパネル成形範囲がスライドパンチ５及び補助パンチ６によって各部位での成形量に応じて成形されて行く。このとき、成形加工開始時に、全てのパネル成形部位がスライドパンチ５及び補助パンチ６と当接した状態にあるので、それぞれの部位でパネル４が押さえ込まれた状態で成形されて行く。特に、図５（Ｂ）中Ｙ部で示す部分は、外形形状の変化が大きい箇所であるため成形量が変化し、しわの発生が起こりやすい。しかしながら、このＹ部には本来スクラップとなる部位を設けたので、成形量の急激な変化が無いため、しわの発生を抑制できる。
【００２６】
図７は、成形加工終了時の各部位における金型の要部拡大断面図であり、同図（Ａ）は図５（Ｂ）のＡ−Ａ断面、同図（Ｂ）は図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面、同図（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ断面である。図８は、成形加工終了時における金型の要部拡大断面図である。そして、プレス機が下死点となると、図７及び図８に示すように、パネル成形部分の各断面位置での成形がそれぞれ完了する。
【００２７】
図９から図１２は、本実施の形態の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す。図９は、ワーク押さえ部材によってパネルが押さえられた時の状態を示し、この状態では未だ加工前であるのでスライドパンチ５及び補助パンチ６はパネル４と非接触状態にある。なお、図９（Ａ）中、パネル４の外周部と破線とで囲まれる領域は、本実施の形態の金型装置で成形されるパネル成形部分を示している。
【００２８】
図１０は、成形加工開始時においてスライドパンチ５及び補助パンチ６がパネル成形部分の全体に亘って同時に当接してからさらに加工が進んだ時の状態を示し、この状態では、当該パネル成形部分の全範囲にスライドパンチ５及び補助パンチ６の何れか一方或いはその両方が当接しているため、これらパンチがパネル成形部分を全体に亘り押さえ込むのでパネル両端のうねりが押さえられる。
【００２９】
図１１は、成形加工終了直前の状態、図１２は、成形加工終了時の状態を示し、これらの状態では、特にしわの発生が起こり易いＺ部でのしわの発生が少なくなっていることが判る。このように、本来スクラップとなる部位を設けた形状をパネル４の最終製品形状とし、且つ、パンチによる加工開始時から加工終了時までスライドパンチ５及び補助パンチ６の何れか一方或いはその両方をパネル成形部分にほぼ同時に当接させることで、しわの発生を抑制することができる。したがって、しわの少ないパネル４を歩留まり良く製造することが可能となる。
【００３０】
なお、本来スクラップとなる部位及び補助パンチ６を設けることなく、また、成形加工開始時に全てのパンチがパネル成形部分に当たらない従来の金型装置及びパネルの成形方法では、成形時にうねりが発生し、しわが発生する。これは、図１３に示すように、パネル成形部分の成形量が急激に変化するＹ部では、図１４に示す如く成形加工開始時にＣ断面位置ではスライドパンチ５のパンチ成形部１０がパネル成形部分に当接するが、他のＡ断面位置及びＢ断面位置では何れもスライドパンチ５はパネル成形部分に非接触状態にある。
【００３１】
このため、従来による金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態（図１５から図１８参照）から判るように、図１６で示す成形加工開始時から加工が始まった状態ではパネル端部（同図中矢印で示す範囲）にうねりが発生し、さらに成形が進むに連れてうねりがしわとなっていることが判る。すなわち、この従来方法では、パネル成形部分のうち成形量が極端に減少する部分では、スライドパンチ５がパネル成形部分に当たる部分と当たらない部分とが出るので、パネル端部をスライドパンチ５にて押さえ付けることができないことからパンチが当たる部分にてパネルが引っ張れてうねりが生じ、そのうねりが最終的にしわとなって発生する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、パネル４の成形加工開始時に、スライドパンチ５及び補助パンチ６の何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するような形状としたので、成形加工部分の全ての部位で同じタイミングで成形加工を行うことができる。これにより、パネル長手方向で成形量が変化するパネル４に対してもしわの発生を生じさせることなく成形することができ、品質の高いパネル４を生産性良く製造することができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、特にパネル４の成形加工開始時から成形加工終了時までスライドパンチ５及び補助パンチ６の何れか若しくは両方のパンチを、成形加工部分の全体に亘って接触するようにすれば、成形加工開始時から成形加工終了時までパネル成形部分を常に押さえ付けることで、うねりを抑えしわの発生をより一層低減させることができる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、しわの発生状況を見て、意図的に成形加工開始タイミングを変えることができるため、しわの調整を行い易い。成形加工開始タイミングの変化は、例えば、スライドパンチ５に固定した補助パンチ６の該スライドパンチ５に対する突き出し量を変えることで行う。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、本来スクラップとなる部位を最終製品形状としたので、図１９に示すようなスクラップ部分を切断するスクラップカットダイ１５とパンチ１６とからなる専用のトリミング金型を必要としない。そのため、金型費の低減を図ることができる。
【００３６】
［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００３７】
例えば、図２０及び図２１に示すように、スライドパンチ５と補助パンチ６との間に、最終製品形状加工直前に本来スクラップとなる部位を切断するトリミングパンチ１７を設ける。また、このトリミングパンチ１７には、切断したスクラップ１８を排出するためのイジェクトピン１９を設ける。イジェクトピン１９は、トリミングパンチ１７に貫通させた孔部に本体部２０を固定させ、その本体部２０に対して出没自在としている。
【００３８】
このように、スライドパンチ５と補助パンチ６との間にトリミングパンチ１７を設ければ、パネル成形部分を成形した後に、該トリミングパンチ１７にて余分な形状部をカットすることができるので、この金型装置一台で成形からトリミングまで行うことができ、トリミング工程及びトリミング金型を減らすことができる。
【００３９】
また、トリミングパンチ１７にイジェクトピン１９を設けているので、このイジェクトピン１９によってトリミングしたスクラップ１８を金型内から確実に排出させることができ、該スクラップ１８を補助パンチ６の上に残らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態の金型装置を示し、上死点時における断面図である。
【図２】本実施の形態の金型装置を示し、成形加工開始時における断面図である。
【図３】本実施の形態の金型装置を示し、下死点時における断面図である。
【図４】本実施の形態の金型装置を示し、ワーク取り出し時における断面図である。
【図５】図５（Ａ）は自動車用のボディーサイドパネルの一例を示す平面図、図５（Ｂ）は同図（Ａ）のＸ部における要部拡大平面図である。
【図６】成形加工開始時の各部位における金型の要部拡大断面図であり、同図（Ａ）は図５（Ｂ）のＡ−Ａ断面、同図（Ｂ）は図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面、同図（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ断面である。
【図７】成形加工終了時の各部位における金型の要部拡大断面図であり、同図（Ａ）は図５（Ｂ）のＡ−Ａ断面、同図（Ｂ）は図５（Ｂ）のＢ−Ｂ断面、同図（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ断面である。
【図８】成形加工終了時における金型の要部拡大断面図である。
【図９】本実施の形態の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工前状態を示す。
【図１０】本実施の形態の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工開始状態を示す。
【図１１】本実施の形態の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工終了直前状態を示す。
【図１２】本実施の形態の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工終了状態を示す。
【図１３】従来のボディーサイドパネルの一例を示す要部拡大平面図である。
【図１４】従来のボディーサイドパネルを成形したときの成形加工開始時の各部位における金型の要部拡大断面図であり、同図（Ａ）は図１３（Ｂ）のＡ−Ａ断面、同図（Ｂ）は図１３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面、同図（Ｃ）は図１３（Ｂ）のＣ−Ｃ断面である。
【図１５】従来の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工前状態を示す。
【図１６】従来の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工開始状態を示す。
【図１７】従来の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工終了直前状態を示す。
【図１８】従来の金型装置によって成形したときのパネル及び金型の加工状態を示す平面図及び断面図であり、成形加工終了状態を示す。
【図１９】スクラップ部分をカットするトリミング金型の要部拡大断面図である。
【図２０】本発明の他の実施形態を示し、スライドパンチと補助パンチの間にトリミングパンチを設けた金型の要部拡大断面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態を示し、トリミング後にイジェクトピンにてスクラップを排出させたときの金型の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…下型
２…上型
３…ダイ
４…パネル（ワーク）
５…スライドパンチ
６…補助パンチ
７…ワーク押さえ部材
８…カム部材
１０、１１…パンチ成形部
１７…トリミングパンチ
１８…スクラップ
１９…イジェクトピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005349412.tif 000017
【図１６】
2005349412.tif 000018
【図１７】
2005349412.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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